第5章 微课题11 喷泉实验的原理与应用(教用Word)-【金榜题名】2026年高考化学一轮总复习

微课题11　喷泉实验的原理与应用 1．喷泉实验的原理 使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在导管尖嘴口形成喷泉。 2．形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、 SO2、H2S NO2 NO、O2 (4∶3) NO2、O2 (4∶1) 吸收剂 水、 NaOH 溶液 水 NaOH溶液 水 水 水 3.喷泉实验的发散装置及操作方法 喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置（发散源）可设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操作（如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等）来形成喷泉。 思考　 请结合装置特点，分别说明各装置的设计原理。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 提示　装置(Ⅰ)向集气瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷泉。装置(Ⅱ)省去了胶头滴管，用手（或热毛巾等）捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触，即发生喷泉（或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水）。装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。装置(Ⅳ)向烧瓶中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。装置(Ⅴ)打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。 1．同温、同压下，在3支体积相同的试管中分别充有体积比为1∶1的两种气体组成的混合气体，它们是：①NO、NO2；②NO2、O2；③NH3、N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积大小关系正确的是(　　) A．①>②>③　　　　　B．②>③>① C．①>③>② D．③>①>② 答案　C 解析　①NO不与H2O 反应，设原有NO、NO2各3体积，则由反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知，3 体积的NO2与 H2O反应后，变为1体积NO，此时剩余NO的总体积与原来气体的总体积比为4∶6；②由反应4NO2＋O2＋2H2O===O3可知等体积的NO2与O2混合溶于水时O2过量，若二者皆为4体积则剩余3体积氧气，与原来总体积的比为3∶8；③N 2不与水反应， NH3与H2O完全反应，气体剩余体积为原来的一半；显然有 ①>③>②，故选C。 2．同温同压下，将两个干燥圆底烧瓶中分别充满相应的气体后进行喷泉实验（如图所示），下列说法错误的是(　　) A．打开止水夹、挤出胶头滴管中的水后，都可产生红色喷泉 B．实验后烧瓶中溶质的物质的量浓度均为mol/L C．实验后烧瓶中均未充满溶液 D．若去掉装置中的胶头滴管，采用热敷烧瓶的方法也可引发喷泉 答案　B 解析　A．①中氨气极易溶于水，使瓶内气压减小，氨水呈碱性能使酚酞变红，可形成红色喷泉，②中发生反应：3NO2＋2H2O===2HNO3＋NO，气体体积减小，使瓶内气压减小，硝酸溶液呈酸性能使石蕊溶液变红，可形成红色喷泉，故A正确；B.设烧瓶的体积为V，①中氨气完全溶解，溶液体积等于氨气的体积，所得溶液浓度为c＝＜＝mol/L，②中发生反应：3NO2＋2H2O===2HNO3＋NO，3体积二氧化氮反应得到1体积NO，硝酸溶液体积为2体积，而有2体积的NO2转化为硝酸，溶液浓度为c＝＝＝mol/L，故溶液的物质的量浓度均为mol/L，故B错误；C.①中氨气完全溶解，还剩余少量N2，②中发生反应：3NO2＋2H2O===2HNO3＋NO，NO难溶于水，则实验后烧瓶中均未充满溶液，故C正确；D.去掉装置中的胶头滴管，热敷烧瓶，待导气管气泡冒出后，冷却烧瓶会引发喷泉，故D正确；故选B。 3．喷泉是一种常见的现象，产生的原因是存在压强差。 (1)制取氨并完成喷泉实验。 ①用上图甲所示装置进行喷泉实验，圆底烧瓶已充满干燥的氨，引发水往上喷的操作是　　　　　　　　　　　　 　。该实验的原理是　　　　　　　　　　　　　　　 　。 ②如果只提供上图乙所示装置，引发喷泉的方法为　　　　　　　　 　。 (2)利用上图丙所示装置，在锥形瓶中分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是　　　（填字母）。 A．Cu与稀盐酸 B．NaHCO3与NaOH溶液 C．CaCO3与稀硫酸 D．NH4HCO3与稀盐酸 (3)在上图丙所示装置的锥形瓶中加入酒精，将锥形瓶置于一水槽中，向水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉。水槽中加入的物质可能是　 　　　　　（填字母）。 A.浓硫酸　　　　　　　B．食盐 C．硝酸钾 D．硫酸铜 (4)从产生喷泉的原理分析，上图中甲、乙所示装置是　　　　（填“增大”或“减少”，下同）上部烧瓶内气体的压强。上图丙所示装置是　　　　下部锥形瓶内气体的压强。人造喷泉及火山爆发的原理与上图　　　（填“甲”“乙”或“丙”）所示装置的原理相似。 答案　(1) ①打开止水夹，挤压胶头滴管使少量水进入圆底烧瓶　NH3极易溶于水，使圆底烧瓶内压强迅速减小，烧瓶内外产生压强差，烧杯内的水快速进入圆底烧瓶　②打开止水夹，用热毛巾捂住圆底烧瓶至有气泡从水中冒出，移去热毛巾　(2)D　(3) A　(4)减小　增大　丙 解析　(1)要使题图甲所示装置形成喷泉，只需打开止水夹，挤压胶头滴管使少量水进入圆底烧瓶，圆底烧瓶内的NH3极易溶于水，烧瓶内压强降低，产生喷泉。而题图乙所示装置则需先打开止水夹，用热毛巾捂住圆底烧瓶至有气泡从水中冒出后，再移去热毛巾。(2)能在锥形瓶内反应产生气体，使锥形瓶内压强大于圆底烧瓶内压强方可，故应选NH4HCO3和稀盐酸。A项中两物质不反应，B项中两物质反应不产生气体，C项中反应生成的CaSO4会阻碍CaCO3与H2SO4继续反应，故产生的气体很少。(3)浓硫酸溶于水放出大量的热，使锥形瓶内酒精汽化，锥形瓶内压强增大，引发喷泉。(4)题图中甲、乙所示装置的原理是减小上部圆底烧瓶内气体的压强，丙所示装置的原理是增大下部锥形瓶内气体的压强，人造喷泉及火山爆发的原理均与丙所示装置的原理相似。 学科网（北京）股份有限公司 $$